EP0706648A1 - Anordnung zum messen oder erkennen einer veränderung an einem rückstrahlenden element - Google Patents

Anordnung zum messen oder erkennen einer veränderung an einem rückstrahlenden element

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EP0706648A1
EP0706648A1 EP94918294A EP94918294A EP0706648A1 EP 0706648 A1 EP0706648 A1 EP 0706648A1 EP 94918294 A EP94918294 A EP 94918294A EP 94918294 A EP94918294 A EP 94918294A EP 0706648 A1 EP0706648 A1 EP 0706648A1
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radiation
arrangement
signal
plate
sources
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    • Y10S318/00—Electricity: motive power systems
    • Y10S318/02—Windshield wiper controls

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for measuring or detecting a change in or as a result of a retroreflective element which is separated from the arrangement by a medium which is transparent to a particular radiation.
  • a retroreflective element e.g. can be recognized by a certain wetting of a surface in order to derive control commands for closing windows or other openings or for removing a disturbing wetting.
  • a reflective element e.g. an inner reflection surface of a radiation-transmissive plate or wall (inner or total reflection)
  • a mirror or any means that possibly also reflects only scattered light such as e.g. a hand approaching the arrangement.
  • wetting of a surface is understood to mean covering or sprinkling the surface with individual liquid drops or the impact of liquid drops on this surface, right up to a liquid film or foam applied to the surface or a liquid layer that has run up or spills onto the surface a certain layer thickness.
  • the change in the reflection conditions for example changes in position or the occurrence of an object that is movable or moved in front of the arrangement can be detected. If the change is wetting, for example by measuring the amount of wetting liquid per Area unit and / or more specific control commands can be derived per unit of time on the wetted surface with which, for example, the wetting is regulated, closing processes are controlled depending on the existing or expected liquid tightness, or a process for eliminating the wetting depending on the history of the cause the wetting can be optimally controlled.
  • the invention is based on the object of designing an arrangement of the type mentioned at the outset such that an additional external radiation penetrating into the arrangement from the surroundings of the arrangement for measuring or detecting a change and superimposing itself on the radiation of the arrangement is the measurement or detection of the change is not significantly influenced, disrupted and falsified even if the additional extraneous radiation makes up a substantial or even a predominant proportion of the radiation emitted for measurement or detection.
  • a sensor-active area in the medium with at least two measuring sections to which at least one radiation source or group of radiation sources for irradiating the particular radiation into the radiation-permeable medium and with at least one radiation receiver or a group of radiation receivers in the overlapping area the zones of a maximum of the radiation intensity curve are arranged, in the case of the sensor-active region in the idle state, the back radiation emerging from the side of the medium opposite the reflective element of the radiation source or sources assigned to the radiation receiver for generating a detection signal corresponding to the received radiation,
  • the average amplitude value is equal to the average amplitude value of the sections of the detection signal assigned to the other radiation sources or groups of radiation sources
  • the radiation for measuring or detecting a change in a retroreflective element thus penetrates both the plate or wall and the liquid wetting the plate or wall in the event of wetting an outer surface of a plate or wall without substantial attenuation and an increasingly large size
  • the proportion of the radiation emitted into the plate or wall with an increasing radiation angle through the plate or wall is reflected by the interface of the outer surface of the plate or wall, up to a limit angle of the angle of incidence from which an optically one wall-free interface a total reflection of the irradiated radiation occurs on this surface.
  • the radiation intensity of the plate is dependent on the directional characteristic of the radiation intensity or wall coupled radiation source and the attenuation of the radiation flow in the plate or wall a curve of the radiation intensity of a radiation flow emerging from the inner surface of the plate or wall to which the radiation source is coupled.
  • This radiation flow curve has a generally broad maximum between the coupling point of the radiation source and the radiation area of the radiation which is below the critical angle of the totally reflected radiation, as is shown schematically in FIG.
  • the greatest change in the curve of the radiation intensity is to be expected if the reflection of the radiation transmitted in the plate or wall on the wettable surface of the plate or wall occurs between this maximum and the coupling of the radiation source the inner surface of the sensor-active area of the outer surface of the plate or wall is changed by wetting.
  • Both the position and the height of this maximum change depending on the type of wetting of the outer surface of the plate or wall in the sensor-responsive area, which in the non-wetted state essentially to form this maximum of the radiation intensity on the inner surface of the plate or wall contributes. In principle, several local maxima can develop.
  • As radiation that flows through both the wetted plate or wall and the wetting liquid for example, light radiation in the visible, ultra violet or infrared range, ultrasound radiation or possibly capacitive radiation are possible.
  • the radiation-transmissive medium does not have to be a plate or wall.
  • the arrangement can also detect changes in the reflection ratios in another radiation-permeable medium such as, for example, air, provided that only measuring sections between the arrangement, which usually comprises the radiation source and the radiation receiver, and a reflecting element, such as a mirror or a hand, can be set up. Only scattered back-scattered light allows the arrangement, for example, to recognize changes in position or to approach a hand.
  • the sections of the detection signal assigned to the individual radiation sources or groups of radiation sources when the reflection conditions change for example by wetting in the sensor-active area
  • the arrangement detects a very wide area of change, for example by wetting the plate or wall, and that a Im
  • the reliability of the detection of the change is further increased by the fact that a switching sequence frequency of the switching sequence for alternately activating the radiation sources or groups of radiation sources assigned to a radiation receiver is selected, which is a substantial multiple greater than the fastest expected change sequence of one to the Radiation receiver acting external radiation, and that only a detection signal is evaluated, the change sequence of which has the same repetition frequency as the switching sequence.
  • FIG. 1b shows a diagram with a curve representing the radiation intensity of the back radiation of the arrangement shown in FIG. 1a
  • FIG. 2 shows a section of a wettable plate or
  • FIG. 3 shows a block diagram of an arrangement for measuring or determining wetting with an arrangement of the sensor-active area of a plate or wall shown in FIG. 2, ig 4 diagrams a) to 5) a block diagram of a further arrangement for measuring or determining the wetting of a plate or wall with two particularly coupled radiation sources and a control arrangement, ig 6 a diagram of the curve of the radiation intensity curves the retroreflection on the inner surface of the plate or wall with a special application coupling of two radiation sources to this surface, FIG. 7 shows a block diagram of an evaluation device, FIG. 8 shows a schematic representation of a windshield, FIG.
  • FIG. 9 shows diagrams a) to d) of the time course of the motor limit switch signals and the motor; the signal course with little and with strong wetting; the variable time constant, Fig. 10 is a block diagram in a further embodiment, Fig. 11-13 examples of different input signals.
  • the radiation-transmissive medium is a plate or wall 1, but other, e.g.
  • Disembodimentable media can be used, in which the changes are or are brought about by introducing a means which reflects the active radiation of the radiation sources into the beam path of the measuring arrangement or moving in the path of the rays, which enables the construction of measuring sections.
  • FIG. 1 a shows a panel or wall 1 cut in a plane (not shown in more detail) in a cutout.
  • the plane runs perpendicular to the plate through a radiation source 2 coupled to the plate or wall, the radiation of which in the plate is represented by lines 3.
  • the radiation source is coupled to the inner surface 4 of the plate 1 in such a way that the radiation 3 generated by it without losses can flow.
  • This radiation is reflected according to the optical laws on the outer surface 5 of the plate opposite the inner surface of the plate to an increasing extent with increasing angle of incidence a from the outer surface (reflected radiation 6) and occurs on the inner surface 4 of the plate or wall 1 partially again as retroreflective radiation 7.
  • the course of the radiation intensity I of this retroreflection 7 as a function of the distance x from the radiation source is shown schematically as curve 8 in the diagram in FIG. 1b.
  • this curve has, for example, a first maximum 10, which essentially depends on the radiation characteristic of the radiation source 2 into the plate 1 .
  • maxima can also be detected and evaluated in the signal curve.
  • This radiation characteristic is shown schematically as curve 11 in FIG. 1 a and schematically characterizes the angle-dependent radiation intensity of the radiation source into the plate.
  • the outer surface 5 of the plate or wall is wetted in a particularly sensitive area of the outer surface between a perpendicular 12 to the plate at the location of the radiation source and a vertical 12 m through the plate at the location xm of the first maximum, namely in the The sensor-active area 14 of the plate or wall, in which the reflection for the maximum 10 is reflected from the outer surface, which is shown schematically in FIG.
  • the inner surface 4 of the plate or wall 1 is coupled to the inner surface 4 of the plate or wall 1 in the region of the maximum 10 of the radiation intensity of the back radiation 7, for example at a distance xe from the coupling point of the radiation source 2, it receives a radiation intensity II of the reflection 7 given by the curve 8 in the non-wetted state of the sensor-active region 14 of the plate, in the case of the wetted state of the sensor-active region of the plate a radiation intensity I 2 of the radiation curve 8 X of the radiation the wetting changed retroreflection of the plate.
  • the change in the radiation intensity from I 1 to I 2 characterizes the wetting of the sensor-active area 14 of the plate or wall 1.
  • FIG. 2 shows a section of a wettable plate or wall 1 in a view of the inner surface 4 of the plate with three groups 17, 18 and 19 each having two radiation sources coupled to the inner surface, namely radiation sources 2.1 (17), 2.2 (17) of the first group 17, the radiation sources 2.1 (18), 2.2 (18) of the second group 18 and the radiation sources 2.1 (19), 2.2 (19) of the third group 19, all of which are assigned to a single radiation receiver 16 and are arranged in a circle around the radiation receiver 16 in such a way that the radiation receiver lies on the approximately annular zone 20 of the maximum 10 of the radiation intensity of the back radiation of the individual radiation sources 2.1 (17) to 2.2 (19).
  • two radiation sources opposite each other with respect to the radiation receiver form a group of two radiation sources.
  • a radiation source has a plurality of radiation receivers arranged in a circle around it, provided that only at least two measuring sections can be queried and corrected independently of one another.
  • the mode of operation of the arrangement of three groups of radiation sources around an associated radiation receiver shown in FIG. 2 is explained in more detail with reference to a circuit arrangement shown as an exemplary embodiment in FIG. FIG. 3 shows a vertical section of a section of a wettable plate 1 or wall with the six radiation sources 2.1 (17) to 2.2 (19) shown schematically in FIG. 2 and coupled to the inner surface 4 of the plate 1.
  • the radiation sources are light-emitting diodes, one connection of which is connected to one pole of a current source 21.
  • the other pole of the current source is connected to the input 22 of a three-digit sequential switch 23, which connects the signal input 22 at its control input 25 to the next signal output 26.1, 26.2 or 26.3 after each control pulse 24.
  • the signal input is connected to the signal output 26.1
  • the signal input is connected to the subsequent signal output 26.2 by the next control pulse.
  • the radiation source groups 17, 18 and 19 are alternately switched on to the current source 21, so that the radiation source groups 17, 18 and 19 alternately are successively activated until the following group is switched on.
  • the course of the radiation of the individual radiation source groups in the radiation-transmissive plate 1 is indicated schematically in FIG. 3 by the differently structured lines 27, 28 and 29.
  • the portion reflected on the outer surface 5 of the plate partially emerges again as reflection 7 on the inner surface 4 of the plate.
  • the radiation receiver 16 coupled to the inner surface of the plate 1 in the zen of the maximum of the radiation intensity of the retroreflection, in the exemplary embodiment shown a photo element, converts the received radiation flow into an electrical output signal S 16, the temporal profile 31 of which is shown schematically in diagram a) of FIG. 4 over a time axis t and which is formed from signal sections 37, 38, 39 which are repeated in a row.
  • the radiation power of the individual groups 17, 18 and 19 of the radiation sources is set in such a way that each group of radiation sources has the same adjustment value I 0 of the undisturbed and undisturbed plate or wall 1
  • Output signals S16 of the radiation receiver are generated, as is shown schematically in diagram b) of FIG. 4 on a time course 33 of the undisturbed and balanced output signal S 16 of the radiation receiver 16. If the sensor-active area 14 of the plate 1 is wetted, for example, by a drop 13, as is shown schematically in FIG.
  • the beam guide 27, 28, 29 is changed by this wetting in such a way that the radiation flux components of the individual radiation source groups 17, 18 and 19 have their share on the adjusted course 33 of the output signal S 16 so that, for example, a time-level course 34 of the output signal S 16 of the radiation receiver 16 shown in diagram c) of FIG. 4 is produced.
  • This output signal S 16 passes via an amplifier 35 and a high-pass filter 36 as a detection signal SD to the signal input 40 of an evaluation arrangement 41.
  • the cut-off frequency fp of the high-pass filter 36 is dimensioned such that, on the one hand, the course 34 of the individual sections 37, 38 and 39 of the output signal S 16 formed when the wetting of the sensor-active area of the plate or wall 1 is detected or measured, is still approximately transmitted by the filter and that on the other hand, fluctuations of external radiation on the radiation receiver 16, which the latter also converts into electrical signals, no longer take effect in the detection signal SD.
  • This time course of the detection signal SD formed at the output of the high-pass filter 36 is shown schematically in diagram d) of FIG. 4 in a thick curve 42.
  • the evaluation arrangement 4 contains a threshold value circuit (not shown in any more detail) which generates a control signal S 41 at the output 41.2 of the evaluation arrangement 41 when the curve 42 of the detection signal SD projects beyond a certain threshold value SW.
  • This control signal S 41 indicates a wetting of the wetted plate 1 or wall in the sensor-active area 14 of the plate and can be used to control processes dependent on the wetting.
  • FIG. 5 shows a block diagram of a further exemplary embodiment of an arrangement for measuring or determining wetting of a plate 1 or wall, which differs from the exemplary embodiment shown in FIG. 3 essentially by the type of arrangement of the radiation sources in the sensor-active region 14 the plate or wall and an additional control arrangement for regulating the adjustment of the radiation power of the radiation sources.
  • the two radiation sources 2.1 and 2.2 are coupled to the inner surface 4 of the plate 1 in such a way that the angle of incidence aE of the maximum radiation intensity of a radiation source 2.1 or 2.2 into the plate or wall is approximately equal to the angle for which the maximum 10 of the retroreflection 7 reaches its greatest value from the inner surface 4 of the plate or wall in a plane perpendicularly penetrating the plate or wall at the location of the radiation source and the associated radiation receiver 16, which is also coupled to the inner surface.
  • the two radiation sources 2.1 and 2.2 are at different distances xl and x2 from their associated radiation receiver, namely such that in the balanced state of the two radiation sources and when the plate or wall is not wetted, the radiation receiver 16 on the trailing edge 43 of the first maximum 10.1 of curve 8.1 the back radiation of the first radiation source 2.1 and at the same time on the front flank 44 of the first maximum of the curve 8.2 the back radiation caused by the second radiation source 2.2 from the inner surface 4 of the plate or wall 1.
  • This increases the accuracy and certainty of recognizing and measuring the wetting of a plate or wall, since when the sensor-active area of the plate or wall is wetted, the maximum not only changes in height, but also in the distance from it associated radiation source changes. Small changes in wetting are also more clearly detected by the change in position of the maximum.
  • the switch arrangement for controlling the two radiation sources 2.1 and 2.2 is a clock generator 30 which alternately produces a current pulse at a non-inverting output 30.0 and at an inverting output 30.1 to excite the radiation of the radiation source connected to the output generated for the duration of the current pulse.
  • one output of the current pulse generator 30 contains a current control element 32, which can be adjusted by a control signal Sr at its control input 47.
  • the retroreflection of these two radiation sources at the coupling point XE (FIG. 6) of the radiation receiver 16 is converted by the latter into an electrical output signal S 16, which corresponds to the arrangement shown in FIG.
  • a signal centering stage 48 is connected to the output of the filter circuit 36 and impresses the changes in the detection signal SD on the output of the filter circuit 36 with a center voltage Uz.
  • the signal centering stage 48 contains a synchronous demodulator 49 with two demodulator outputs 49.1 and 49.2, each of which is assigned to a radiation source. The assignment takes place via a control clock S 30.0 of the current pulse generator 30, which also controls the radiation of the radiation sources.
  • Demodulator value memories 50.1 and 50.2 are connected downstream of demodulator outputs 49.1 and 49.2 in the illustrated exemplary embodiment, which currently feed the mean amplitude value of the signal sections of demodulation signal SD, which are sampled by synchronous demodulator 49 and are assigned to the two radiation sources. - solve
  • the difference value is formed from the instantaneous mean amplitude values of the two detection value memories and an average value is impressed on it.
  • This smoothed detection signal SD m formed in this way which is substantially free of interference with respect to the detection signal SD at the output of the filter circuit 36, is fed to both an evaluation arrangement 41 and a control circuit 52 with a high control time constant Tv.
  • the control circuit contains a time constant element 53 and a comparator 54, which generates a control signal Sr for the control input 47 of the current control element 32 from the comparison with a reference signal Sref in such a way that the radiation power of the beam controlled by the current control element ⁇ source 2.1 is changed so that the difference in the detection amplitude values at the output of the signal centering stage 48 goes to zero.
  • the control speed, ie the control time constant Tv of the control circuit 52 is dimensioned in such a way that it is significantly greater than the slowest changes in a wetting process that are yet to be detected.
  • the evaluation arrangement 41 can also be connected directly to the output of the two detection value memories 50.1 and 50.2, in particular when the wetting is to be measured by means of the evaluation arrangement.
  • the control time constant is significantly greater than an oscillation period of the switching sequence signal which switches the radiation sources or groups of radiation sources assigned to the radiation receiver.
  • several radiation receivers, in the example photodiodes, and several radiation sources, in the example light-emitting diodes can be connected in series, thereby increasing the number of the measurement sections and to increase the reliability of the measurement results.
  • four light-emitting diodes can be arranged in such a way that a photodiode lies centrally in the middle of four light-emitting diodes arranged on the corners of a square. This results in 4 mutually independent measuring arrangements. By continuing this grid, this number can easily be increased if increased safety requirements are placed on the arrangement.
  • An embodiment with a plurality of radiation sources which are assigned to a radiation receiver has the advantage over the reverse arrangement (several receivers - one source) that, for example, when controlling windshield wiper motors on motor vehicles, the influence of extraneous light, which is only a part of the Measuring sections can be filtered out better.
  • the arrangement 112 in FIG. 7 can become less sensitive, so that further changes can be reliably detected. Just think of streaks that a windshield wiper leaves behind and that would lead to a signal with high sensitivity, even though they dry themselves.
  • the time constant at least during the sweeping of the measurement sections by a removal device, be so short that the signal generated by the removal device is largely suppressed, or the evaluation arrangement has a memory unit which essentially stores the signals that occur as long as the time constant is set long, and at least partially fades out the signals which occur during the sweeping of the measuring sections by the elimination device with a short time constant.
  • the evaluation arrangement evaluates the strength of the signals determined by a removal device during the sweeping of the measuring sections and, as soon as the strength falls below an adjustable limit value, unloads a memory unit, depending on the content of which the removal device is controlled. This allows the React quickly and flexibly, for example if the windshield wiper in a vehicle has to be quickly returned to the idle state because the vehicle stops at a traffic light or enters a tunnel.
  • the signals originating from the sweeping, ie above all the signals caused by the water surge, can be integrated here. If the determined value is below a limit value, the provision is initiated.
  • FIG. 9 a shows the course over time of a wiping process when a windshield according to FIG. 2 is swept over with windshield wipers 125, the windshield wiper sweeping over the arrangement at positions x.
  • the surge of water pushed in front of the windshield wipers 125 leads to strong pulses and input signals Es (Ql) (e.g. amount of water Ql in FIG. 9b).
  • Es (Ql) e.g. amount of water Ql in FIG. 9b
  • the time constant can be changed, for example from Tv to Tv2, by means of actuating means 114 or switching means 121, or a change in sensitivity takes place a certain time tl after the start signal 130 of the wiper, e.g. by means of timer T2 (Fig. 9d).
  • the input signal Es (Q2) then only slightly exceeds the threshold value As (Tv2) which is higher than the threshold value As (Tv).
  • a memory unit 115 comprises a first memory 116, which outputs its signals to a further memory 118 via a threshold-dependent attenuator 117.
  • a bridging circuit 122 By means of a bridging circuit 122, strong signals can be fed directly to the further memory 118.
  • a measured value signal Ms is passed via oscillator 23 to the wiper motor M, which can give signals for the adjusting means 113, 114 via its limit switch E.
  • this connection to the limit switch is not absolutely necessary.
  • the windshield wiper can also be transferred directly into continuous operation or even into the faster stage of the wiper motor. The values determined during the sweep can be recorded for evaluation for dry-running control.
  • the evaluation arrangement 41 is preceded in FIG. 10 by switching means 160, which are opened with a first signal.
  • the first signal is passed to a threshold switch 164, which compares the signal with a reference signal Wref. If the signal is greater than the reference value, the switching means 160 are actuated via a timer 161, as a result of which the connection between the arrangement and the evaluation arrangement 41 is established. If the next input signal follows within the time specified by the timer 161, it arrives directly at the evaluation arrangement 41, but also passes through the threshold switch 164. value is exceeded again, the running time of the timer 161 which establishes the temporary connection is restarted.
  • Figures 11-13 show the different input signals.
  • the arrangement recognizes a one-time change that is corrected. However, since no further signal occurs in the foreseeable future, there is no influence on the evaluation arrangement 41.

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Abstract

Bei einer Anordnung zum Erkennen einer Benetzung einer benetzbaren äußeren Oberfläche (5) einer für eine bestimmte Strahlung durchlässigen Platte oder Wand (1), wird durch einen sensoraktiven Bereich (14) mit wenigstens zwei Meßstrecken mit Strahlungsquelle und Strahlungsempfänger (16), durch eine Schalteranordnung (23, 30) zu einem zeitabschnittsweisen Wirksamschalten jeder der einzelnen Meßstrecken in einer bestimmten Schaltfolge, durch eine Einstellanordnung (32) zur Einstellung einer derart bemessenen Strahlungsleistung der einzelnen Strahlungsquellen, daß bei unbenetztem sensoraktivem Bereich jede Strahlungsquelle einen Abschnitt (37) des Detektionssignales erzeugt, dessen mittlerer Amplitudenwert gleich dem mittleren Amplitudenwert der den anderen Strahlungsquellen oder Gruppen von Strahlungsquellen zugeordneten Abschnitten (38, 39) des Detektionssignales ist, und durch eine dem (den) Strahlungsempfänger(n) nachgeschaltete Filterschaltung (36) zur Übertragung des Detektionssignales (SD) an eine Auswertanordnung (41) zur Erzeugung eines Steuer- und/oder Meßwertsignales (S 41) aus dem in der Auswertanordnung gemessenen oder festgestellten Unterschied der den einzelnen Strahlungsquellen zugeordneten Abschnitten des Detektionssignales erreicht, daß eine Fremdstrahlung die Messung oder Erkennung der Benetzung nicht wesentlich beeinflußt, stört und verfälscht.

Description

BESCHREIBUNG
Anordnung zum Hessen oder Erkennen einer Veränderung an einem rückstrahlenden Element
GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Messen oder Erkennen einer Veränderung an einem oder infolge eines rückstrahlenden Elements, das von der Anordnung durch ein für eine bestimmte Strahlung durchlässiges Medium getrennt ist.
STAND DER TECHNIK
In vielen Fällen besteht der Wunsch, Veränderungen an einem rückstrahlenden Element, hervorgerufen z.B. durch eine be¬ stimmte Benetzung einer Oberfläche zu erkennen, um daraus bei¬ spielsweise Steuerbefehle zum Schließen von Fenstern oder ande¬ ren Öffnungen oder zum Entfernen einer störenden Benetzung ab¬ zuleiten. Als reflektierendes Element kann z.B. eine innere Re¬ flexionsfläche einer strahlungsdurchlässigen Platte oder Wand (innere oder Totalrefelexion) , ein Spiegel oder auch jedes Mit¬ tel in Frage kommen, das gegebenenfalls auch nur Streulicht rückstrahlt, wie z.B. eine sich der Anordnung nähernde Hand. Unter dem Begriff Benetzung einer Oberfläche wird das Bedecken oder Berieseln der Oberfläche mit einzelnen Flüssigkeitstropfen oder das Auftreffen von Flüssigkeitstropfen auf diese Oberflä¬ che verstanden, bis hin zu einem auf die Oberfläche aufgebrach¬ ten Flüsεigkeitsfilm oder Schaum oder einer auf die Oberfläche aufgelaufenen oder auflaufenden Flüssigkeitsschicht einer be¬ stimmten Schichtdicke.
Durch ein Erkennen des Umfanges der Veränderung der Reflexions¬ verhältnisse können so z.B. Lageänderungen oder das Auftreten eines vor der Anordnung beweglichen oder bewegten Gegenstandes erfaßt werden. Ist die Veränderung eine Benetzung, so können z.B. durch ein Messen der Menge der benetzenden Flüssigkeit pro Flächeneinheit und/oder pro Zeiteinheit auf der benetzten Ober¬ fläche gezieltere Steuerbefehle abgeleitet werden, mit denen beispielsweise die Benetzung geregelt, Schließvorgänge abhängig von der bestehenden oder zu erwartenden Flüssigkeits enge ge¬ steuert oder ein Vorgang zur Beseitigung der Benetzung abhängig von der Vorgeschichte der Verursachung der Benetzung optimal gesteuert werden kann.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß eine zusätz¬ liche, aus dem Umfeld der Anordnung zum Messen oder Erkennen einer Veränderung in diese Anordnung eindringende und sich der Strahlung der Anordnung überlagernde Fremdstrahlung, die Mes¬ sung oder Erkennung der Veränderung selbst dann nicht wesent¬ lich beeinflußt, stört und verfälscht, wenn die zusätzliche Fremdstrahlung einen wesentlichen oder sogar weit überwiegenden Anteil gegenüber der zum Messen oder Erkennen abgestrahlten Strahlung ausmacht.
Diese Aufgabe wird gelöst
- durch einen sensoraktiven Bereich im Medium mit wenigstens zwei Meßstrecken, an die wenigstens eine Strahlungsquelle oder Gruppe von Strahlungsquellen zum Einstrahlen der be¬ stimmten Strahlung in das strahlungsdurchlässige Medium und mit wenigstens einem Strahlungsempfänger oder einer Gruppe von Strahlungsempfängern, der oder die im Überlappungsbe¬ reich der Zonen eines Maximums des Strahlungsstärkeverlaufs der bei im Ruhezustand befindlichen sensoraktiven Bereich aus der dem rückstrahlenden Element gegenüberliegenden Seite des Mediums austretenden Rückstrahlung der dem Strahlungs¬ empfänger zugeordneten Strahlungsquelle oder -quellen zur Erzeugung eines der empfangenen Strahlung entsprechenden De¬ tektionssignales angeordnet sind,
- durch eine Schalteranordnung zu einem zeitabschnittsweisen Wirksamschalten jeder der einzelnen Meßstrecken in einer au einanderfolgenden, sich wiederholenden Schaltfolge einer bestimmten Schaltfolgefrequenz,
- durch eine Einstellanordnung zur Einstellung einer derart bemessenen Strahlungsleistung der einzelnen Strahlungsquel¬ len oder Gruppen von Strahlungsquellen, daß bei im Ruhezu¬ stand befindlichem sensoraktivem Bereich jede der dem Strah¬ lungsempfänger zugeordnete Strahlungsquelle oder Gruppe von Strahlungsquellen einen Abschnitt des Detektionssignales er¬ zeugt, dessen mittlerer Amplitudenwert gleich dem mittleren Amplitudenwert der den anderen Strahlungsquellen oder Grup¬ pen von Strahlungsquellen zugeordneten Abschnitten des De¬ tektionssignales ist
- und durch eine dem (den) Strahlungsempfängern) nachgeschal¬ tete Filterschaltung zur Übertragung des auf eine Schwingung der Schaltfolgefrequenz modulierten Detektionssignales an eine Auswertanordnung zur Erzeugung eines Steuer- und/oder Meßwertsignales aus dem in der Auswertanordnung gemessenen oder festgestellten Unterschied der den einzelnen Strah¬ lungsquellen oder Gruppen von Strahlungsquellen zugeordneten Abschnitten des Detektionssignales.
Die Strahlung zum Messen oder Erkennen einer Veränderung an ei¬ nem rückstrahlenden Element durchdringt so im Falle einer Be¬ netzung einer Außenfläche einer Platte oder Wand sowohl die Platte oder Wand als auch die die Platte oder Wand benetzende Flüssigkeit ohne wesentliche Dämpfung und ein zunehmend größe¬ rer Anteil von der mit einem zur Senkrechten durch die Platte oder Wand zunehmenden Abstrahlungswinkel in die Platte oder Wand emittierten Strahlung wird von der Grenzfläche der äußeren Oberfläche der Platte oder Wand reflektiert, bis hin zu einem Grenzwinkel des Einstrahlwinkels, ab dem an einer optisch ein¬ wandfreien Grenzfläche eine Totalreflexion der eingestrahlten Strahlung an dieser Oberfläche auftritt.
So entsteht in einer die Platte oder Wand am Ort der Strah¬ lungsquelle senkrecht durchsetzenden Ebene abhängig von der Richtungscharakteristik der Strahlungsstärke der an die Platte oder Wand angekoppelten Strahlungsquelle und der Dämpfung des Strahlungsflusses in der Platte oder Wand eine Kurve der Strah¬ lungsstärke eines aus der inneren Oberfläche der Platte oder Wand, an die die Strahlungsquelle angekoppelt ist, austretenden Strahlungsflusses. Diese Strahlungsflußkurve weist zwischen dem Ankopplungsort der Strahlungsquelle und dem Ausstrahlungsbe¬ reich der unter dem Grenzwinkel der total reflektierten Strah¬ lung ein im allgemeinen breites Maximum auf, wie in Fig 1 sche¬ matisch dargestellt ist. An diesem Maximum ist die größte Ände¬ rung der Kurve der Strahlungsstärke zu erwarten, wenn die Re¬ flexion der in der Platte oder Wand übertragenen Strahlung an der benetzbaren Oberfläche der Platte oder Wand in einem zwi¬ schen diesem Maximum und der Änkopplung der Strahlungsquelle an der inneren Oberfläche liegenden sensoraktiven Bereich der äußeren Oberfläche der Platte oder Wand durch eine Benetzung verändert wird. Hierbei verändert sich sowohl die Lage als auch die Höhe dieses Maximums je nach Art der Benetzung der äußeren Oberfläche der Platte oder Wand im sensorakativen Bereich, der im unbenetzten Zustand im wesentlichen zur Bildung dieses Maxi¬ mums der Strahlungsstärke an der inneren Oberfläche der Platte oder Wand beiträgt. Grundsätzlich können sich mehrere lokale Maxima ausbilden. Als eine sowohl die benetzte Platte oder Wand als auch die Benetzungsflüssigkeit durchfließende Strahlung kommt beispielsweise eine Lichtstrahlung im sichtbaren, ultra¬ violetten oder infraroten Bereich, eine Ultraschallstrahlung oder ggf. kapazitive Strahlungen infrage.
Allerdings muß das strahlungsdurchlässige Medium keine Platte oder Wand sein. Auch in einem anderen strahlungsdurchlässigen Medium wie z.B. der Luft kann die Anordnung Veränderungen der Refelexionsverhältnisse erkennen, sofern nur Meßstrecken zwi¬ schen der Anordnung, die üblicherweise Strahlungsquelle und Strahlungsempfänger umfaßt, und einem reflektierenden Element wie z.B. einem Spiegel oder einer Hand aufgebaut werden können. Allein rückgestrahltes Streulicht erlaubt der Anordnung z.B. ein Erkennen von Lageänderungen oder das Annähern einer Hand. Die Anordnung von wenigstens zwei Meßstrecken, gleichgültig o zwei Strahlungsquellen oder Gruppen von Strahlungsquellen eine Strahlungsempfänger oder ob mehrere Strahlungsempfänger eine Strahlungsquelle zugeordnet sind, und die Anordnung des Strah lungsempfängers jeweils in der Zone des Maximums jeder aus de inneren Oberfläche der Platte oder Wand austretenden Strah lungsflußverteilung der an die Platte oder Wand angekoppelte Strahlungsquelle(n) , das abwechselnde und aufeinanderfolgend Wirksamschalten der Meßstrecken in einer bestimmten umlaufenden Schaltfolge, das Einstellen der Strahlungsleistung der Strah¬ lungsquellen oder Gruppen von Strahlungsquellen auf so einen Wert, daß das Detektionssignal am Ausgang des Strahlungs- sempfängers im Ausgangs- oder Ruhezustand des rückstrahlenden Elements im Umlauf einer Schaltfolge zum Wirksamschalten der einzelnen Strahlungsquellen oder Gruppen von Strahlungsquellen unverändert ist, und die Art des Verwertens des Unterschiedes der den einzelnen Strahlungsquellen oder Gruppen von Strah¬ lungsquellen zugeordneten Abschnitte des Detektionssignals bei einer Veränderung der Reflexionsverhältnisse z.B. durch eine Benetzung im sensoraktiven Bereich bringt den Vorteil, daß die Anordnung einen sehr weiten Bereich einer Veränderung z.B. durch Benetzung der Platte oder Wand detektiert und daß eine unmittelbare Fremdeinstrahlung auf den Strahlungsempfänger auch dann nahezu keine Wirkung auf die Auswertung der für die Mes¬ sung oder Erkennung ausgesendeten aktiven Strahlung hat, wenn die Intensität der Fremdeinstrahlung um ein wesentliches Viel¬ faches größer ist als die Intensität der aktiven Strahlung, und daß die Fremdstrahlung aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbil¬ dung der Anordnung die durch die Änderungen z.B. der Benetzung verursachten Änderungen der aktiven Strahlung nicht beeinflußt.
Die Sicherheit der Detektion der Veränderung wird dadurch noch gesteigert, daß eine Schaltfolgefrequenz der Schaltfolge zum abwechselnden Wirksamschalten der einem Strahlungsempfänger zu¬ geordneten Strahlungsquellen oder Gruppen von Strahlungsquellen gewählt wird, die ein wesentliches Vielfaches größer ist als die schnellste zu erwartende Änderungsfolge einer auf den Strahlungsempfänger einwirkenden Fremdstrahlung, und daß nur ein Detektionssignal ausgewertet wird, dessen Änderungsfolge die gleiche Folgefrequenz wie die Schaltfolge aufweist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in wei¬ teren Unteransprüchen angegeben.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird nachfolgend anhand vorteilhafter Ausfüh¬ rungsbeispiele näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
Fig la einen senkrechten Schnitt durch eine strahlen¬ durchlässige Platte oder Wand mit einer angekop¬ pelten Schaltungsquelle,
Fig lb ein Diagramm mit einer die Strahlungsstärke der Rückstrahlung darstellenden Kurve der in Fig la dargestellten Anordnung, ig 2 einen Ausschnitt einer benetzbaren Platte oder
Wand in einer Ansicht auf deren innere Oberfläche mit aufgebrachten Strahlungsquellen und einem Strahlungsempfänger, ig 3 ein Blockschaltbild einer Anordnung zum Messen oder Feststellen einer Benetzung mit einer in Fig 2 dargestellten Anordnung des sensoraktiven Be¬ reiches einer Platte oder Wand, ig 4 Diagramme a) bis d) über den zeitlichen Verlauf der Ausgangssignale des Strahlungsempfängers und des Detektionssignales, ig 5 ein Blockschaltbild einer weiteren Anordnung zum Messen oder Feststellen einer Benetzung einer Platte oder Wand mit zwei besonders angekoppelten Strahlungsquellen und einer Regelanordnung, ig 6 ein Diagramm des Verlaufes der Strahlungsstärke¬ kurven der Rückstrahlung an der inneren Oberflä¬ che der Platte oder Wand bei einer besonderen An- koppelung zweier Strahlungsquellen an diese Ober¬ fläche, Fig 7 ein Blockschaltbild einer Auswertevorrichtung, Fig 8 schematische Darstellung einer Windschutzscheibe, Fig 9 Diagramme a) bis d) des zeitlichen Verlaufs der Motorendschaltersignale und des Motors; des Sig¬ nalverlaufs bei wenig und bei starker Benetzung; der veränderlichen Zeitkonstante, Fig 10 ein Blockschaltbild in einer weiteren Ausführung, Fig 11-13 Beispiele verschiedener Eingangssignale.
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Die Erläuterungen erfolgen am Beispiel einer Anordnung zum Mes¬ sen und Erkennen einer Benetzung, wenngleich die Anordnung auch andere nicht durch eine Benetzung hervorgerufenen Veränderungen der Reflexionsverhältnisse gegenüber einem Ruhe- oder Ausgangs¬ zustand erkennen kann. Zu denken ist hierbei z.B. an das Erken¬ nen von Lageänderungen oder an die Annäherung eines ggf. nur Streulicht zurückstrahlenden Elements, wenn z.B. in Abhängig¬ keit der Annäherung einer Hand an ein Schaufenster bestimmte Reaktionen auftreten sollen. In den Ausführungsbeispielen ist das strahlungsdurchlässige Medium eine Platte oder Wand 1, je¬ doch können auch andere z.B. körperlose durchstrahlbare Medien eingesetzt werden, bei denen die Veränderungen durch ein den Aufbau von Meßstrecken ermöglichendes Einführen eines die ak¬ tive Strahlung der Strahlungsquellen rückstrahlenden Mittels in den Strahlengang der Meßanordnung oder Bewegen im Starhlengang hervorgerufen sind oder werden.
In Figur la ist eine in einer nicht näher dargestellten Ebene geschnittene Platte oder Wand 1 in einem Ausschnitt darge¬ stellt. Die Ebene verläuft senkrecht zur Platte durch eine an die Platte oder Wand angekoppelte Strahlungsquelle 2, deren Strahlung in die Platte durch Linien 3 dargestellt ist. Die Strahlungsquelle ist an die innere Oberfläche 4 der Platte 1 so angekoppelt, daß die von ihr erzeugte Strahlung 3 ohne wesent- liehe Verluste einfließen kann. Diese Strahlung wird entspre chend den optischen Gesetzen an der der inneren Oberfläche der Platte gegenüberliegenden äußeren Oberfläche 5 der Platte zu einem mit zunehmendem Einstrahlwinkel a zunehmenden Anteil von der äußeren Oberfläche reflektiert (reflektierte Strahlun 6) und tritt an der inneren Oberfläche 4 der Platte oder Wand 1 teilweise wieder als rückstrahlende Strahlung 7 aus. Der Ver lauf der Strahlungsstärke I dieser Rückstrahlung 7 abhängig vo Abstand x von der Strahlungsquelle ist als Kurve 8 im Diagram der Fig lb schematisch dargestellt. Diese Kurve weist im Ab¬ standsbereich zwischen der Strahlungsquelle 2 und dem Austritt 9 der Rückstrahlung der ersten Totalreflexion an der inneren Oberfläche 4 der Platte z.B. ein erstes Maximum 10 auf, das im wesentlichen von der Abstrahlungscharakteristik der Strahlungs¬ quelle 2 in die Platte 1 abhängt. Insofern können in der Sig¬ nalkurve auch durchaus mehrere Maxima detektiert und ausgewer¬ tet werden. Diese Abstrahlungscharakteristik ist in Fig la schematisch als Kurve 11 dargestellt und kennzeichnet schema¬ tisch die winkelabhängige Strahlungsstärke der Strahlungsquelle in die Platte.
Tritt eine Benetzung der äußeren Oberfläche 5 der Platte oder Wand in einem besonders empfindlichen Bereich der äußeren Ober¬ fläche zwischen einer Senkrechten 12 zur Platte am Ort der Strahlungsquelle und einer Senkrechten 12 m durch die Platte am Ort xm des ersten Maximums auf, nämlich in dem sensoraktiven Bereich 14 der Platte oder Wand, in dem von der äußeren Ober¬ fläche die Rückstrahlung für das Maximum 10 reflektiert wird, was in Fig 1 durch einen Tropfen 13 in diesem sensoraktiven Be¬ reich 14 schematisch dargestellt ist, wird das optische Refle- xionεsystem an der äußeren Oberfläche im Auflagebereich 15 des Tropfens 13 derart verändert, daß sich durch die veränderte Re¬ flexion die Form der Kurve 8 der Strahlungsstärke der Rück¬ strahlung 7 in die durch die Benetzung geänderte Kurve 8 - und sich die Lage xm des Maximums 10 in die neue Lage x des Ma¬ ximums 10λ der geänderten Kurve 8 verändert. Ist im Bereich des Maximums 10 der Strahlungsstärke der Rück¬ strahlung 7, beispielsweise im Abstand xe von der Ankoppel¬ stelle der Strahlungsquelle 2 ein Strahlungsempfänger 16, der in Fig la gestrichelt dargestellt ist, an die innere Oberfläche 4 der Platte oder Wand 1 angekoppelt, empfängt er über die Me߬ strecke im unbenetzten Zustand des sensoraktiven Bereiches 14 der Platte eine durch die Kurve 8 gegebene Strahlungsstärke II der Rückstrahlung 7 , im Falle des benetzten Zustandes des sen¬ soraktiven Bereiches der Platte eine Strahlungsstärke I 2 der Strahlungskurve 8X der durch die Benetzung veränderten Rück¬ strahlung der Platte. Die Änderung der Strahlungsstärke von I 1 zu I 2 kennzeichnet die Benetzung des sensoraktiven Bereiches 14 der Platte oder Wand 1.
In Fig 2 ist ein Ausschnitt einer benetzbaren Platte oder Wand 1 in einer Ansicht auf die innere Oberfläche 4 der Platte mit drei Gruppen 17, 18 und 19 zu je zwei jeweils an die innere Oberfläche angekoppelten Strahlungsquellen dargestellt, nämlich den Strahlungsquellen 2.1 (17), 2.2 (17) der ersten Gruppe 17, den Strahlungsquellen 2.1 (18), 2.2 (18) der zweiten Gruppe 18 und der Strahlungsquellen 2.1 (19), 2.2 (19) der dritten Gruppe 19, die alle einem geraeinsamen Strahlungsempfänger 16 zugeord¬ net sind und die kreisförmig so um den geraeinsamen Strahlungs¬ empfänger 16 angeordnet sind, daß der Strahlungsempfänger auf der etwa ringförmigen Zone 20 des Maximums 10 der Strahlungs- stärke der Rückstrahlung der einzelnen Strahlungsquellen 2.1(17) bis 2.2(19) liegt.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel bilden jeweils zwei sich bezüglich dem Strahlungsempfänger gegenüberliegende Strahlungs¬ quellen eine Gruppe von zwei Strahlungsquellen. Selbstverständ¬ lich sind auch andere Anordnungen denkbar, bei denen einer Strahlungsquelle mehrere kreisförmig um sie herum angeordnete Strahlungsempfänger angeordnet sind, sofern nur wenigstens zwei Meßstrecken unabhängig voneinander abgefragt und ausgeregelt werden können. Die Wirkungsweise der in Fig 2 dargestellten Anordnung von drei Gruppen von Strahlungsquellen um einen zugehörigen Strahlungs¬ empfänger wird anhand einer in Fig 3 als Ausführungsbeispiel dargestellten Schaltungsanordnung näher erläutert. In Fig 3 ist ein senkrechter Schnitt eines Ausschnittes aus einer benetzba¬ ren Platte 1 oder Wand mit den sechs in Fig 2 schematisch dar¬ gestellten, an die innere Oberfläche 4 der Platte 1 angekoppel¬ ten Strahlungsquellen 2.1(17) bis 2.2(19) und dem zugehörigen, ebenfalls an die innere Oberfläche angekoppelten Strahlungsemp¬ fänger 16 schematisch dargestellt. Die Strahlungsquellen sind im dargestellten Ausführungsbeispiel lichtemitierende Dioden, deren einer Anschluß mit dem einen Pol einer Stromquelle 21 verbunden ist. Der andere Pol der Stromquelle ist mit dem Ein¬ gang 22 eines dreistelligen Folgeschalters 23 verbunden, der den Signaleingang 22 nach jedem Steuerimpuls 24 an seinem Steuereingang 25 mit dem nächstfolgenden Signalausgang 26.1, 26.2 oder 26.3 verbindet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel, in dem der Signaleingang mit dem Signalausgang 26.1 verbunden ist, wird der Signaleingang durch den nächsten Steuerimpuls mit dem darauffolgenden Signalausgang 26.2 verbunden. Dadurch wer¬ den mit der Schaltfolge der Schaltfolgefrequenz fa des an den Steuereingang 25 des Folgeschalters 23 angeschlossenen Taktge¬ nerators 30 die Strahlungsquellengruppen 17, 18 und 19 abwech¬ selnd nacheinander an die Stromquelle 21 angeschaltet, so daß die Strahlungsquellengruppen 17, 18 und 19 abwechselnd nachein¬ ander bis zum Einschalten der folgenden Gruppe wirksam geschal¬ tet sind.
Der Verlauf der Strahlung der einzelnen Strahlungsquellengrup¬ pen in der strahlungsdurchlässigen Platte 1 ist in Fig 3 durch die unterschiedlich strukturierten Linien 27, 28 und 29 schema¬ tisch angedeutet. Der an der äußeren Oberfläche 5 der Platte reflektierte Anteil tritt an der inneren Oberfläche 4 der Platte teilweise wieder als Rückstrahlung 7 aus. Der in der Zo¬ ne des Maximums der Strahlungsstärke der Rückstrahlung an die innere Oberfläche der Platte 1 angekoppelte Strahlungsempfänger 16, im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Fotoelement, wan- delt den empfangenen Strahlungsfluß in ein elektrisches Aus¬ gangssignal S 16 um, dessen zeitlicher Verlauf 31 über einer Zeitachse t schematisch im Diagramm a) der Fig 4 dargestellt ist und das aus sich wiederholend aneinandergereihten Signalab¬ schnitten 37, 38, 39 gebildet ist. Diese Signalabschnitte ent¬ stehen aus der Schaltfolge, mit denen die einzelnen Gruppen 17, 18 und 19 der Strahlungsquellen zur Abstrahlung einer Licht¬ strahlung für einen kurzen Zeitabschnitt Ta, der gleich der Pe¬ riodenzeit der Taktfrequenz f a des den Folgeschalter 23 steu¬ ernden Taktgenerators 30 ist, ein- und wieder ausgeschaltet werden.
An Stellgliedern 32 der Ausgänge 26.1 bis 26.3 des Folgeschal¬ tens 23 wird die Strahlungsleistung der einzelnen Gruppen 17, 18 und 19 der Strahlungsquellen so eingestellt, daß jede Gruppe von Strahlungsquellen bei unbenetzter und ungestörter Platte oder Wand 1 für sich den selben Abgleichwert I 0 des Ausgangs¬ signales S16 des Strahlungsempfängers erzeugt, wie im Diagramm b) der Fig 4 an einem zeitlichen Verlauf 33 des ungestörten und abgeglichenen Ausgangssignales S 16 des Strahlungsempfängers 16 schematisch dargestellt ist. Wird der sensoraktive Bereich 14 der Platte 1 beispielsweise durch einen Tropfen 13 benetzt, wie in Fig 3 schematisch dargestellt ist, wird die Strahlführung 27, 28, 29 durch diese Benetzung derart verändert, daß die Strahlungsflußanteile der einzelnen Strahlungsquellengruppen 17, 18 und 19 ihren Anteil an dem abgeglichenen Verlauf 33 des Ausgangssignales S 16 so verschieben, daß beispielsweise ein im Diagramm c) der Fig 4 dargestellter zeitlich ebener Verlauf 34 des Ausgangssignals S 16 des Strahlungsempfängers 16 entsteht. Dieses Ausgangssignal S 16 gelangt über einen Verstärker 35 und ein Hochpaßfilter 36 als Detektionssignal SD an den Signalein¬ gang 40 einer Auswertanordnung 41. Die Grenzfrequenz fp des Hochpaßfilters 36 ist so bemessen, daß einerseits der Verlauf 34 des aus den einzelnen Abschnitten 37, 38 und 39 des bei ei¬ ner zu erkennenden oder zu messenden Benetzung des sensorakti¬ ven Bereiches der Platte oder Wand 1 gebildeten Ausgangssigna- les S 16 vom Filter noch annähernd übertragen wird und daß an- dererseits Schwankungen von Fremdstrahlungen auf den Strah¬ lungsempfänger 16, die dieser ebenfalls in elektrische Signale umsetzt, nicht mehr im Detektionssignal SD wirksam werden. Die¬ ser zeitliche Verlauf des am Ausgang des Hochpaßfilters 36 ge¬ bildete Detektionssignales SD ist im Diagramm d) der Fig 4 in einer dick ausgezogenen Kurve 42 schematisch dargestellt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel enthält die Auswertanordnung 4 eine nicht näher dargestellte Schwellwertschaltung, die ein Steuersignal S 41 am Ausgang 41.2 der Auswertanordnung 41 er¬ zeugt, wenn der Verlauf 42 des Detektionssignals SD einen be¬ stimmten Schwellwert SW überragt. Dieses nicht näher darge¬ stellte Steuersignal S 41 zeigt eine Benetzung der benetzten Platte 1 oder Wand im sensoraktiven Bereich 14 der Platte an und kann zur Steuerung von der Benetzung abhängiger Vorgänge verwendet werden.
In Fig 5 ist ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbei¬ spiels einer Anordnung zum Messen oder Feststellen einer Benet¬ zung einer Platte 1 oder Wand dargestellt, das sich von dem in Fig 3 dargestellten Ausführungsbeispiel im wesentlichen durch die Art der Anordnung der Strahlungsquellen im sensoraktiven Bereich 14 der Platte oder Wand und durch eine zusätzliche Re¬ gelanordnung zur Regelung des Abgleiches der Strahlungsleistung der Strahlungsquellen unterscheidet.
Die beiden Strahlungsquellen 2.1 und 2.2 sind so an die innere Oberfläche 4 der Platte 1 angekoppelt, daß der Einstrahlungs¬ winkel aE der maximalen Strahlungsstärke einer Strahlungsquelle 2.1 oder 2.2 in die Platte oder Wand etwa gleich dem Winkel ist, für den das Maximum 10 der Rückstrahlung 7 aus der inneren Oberfläche 4 der Platte oder Wand in einer die Platte oder Wand am Ort der Strahlungsquelle und des zugehörigen, ebenfalls an die innere Oberfläche angekoppelten Strahlungsempfängers 16 senkrecht durchdringenden Ebene seinen größten Wert erreicht. Dadurch wird ein ausgeprägteres erstes Maximum 10.1 der Kurve 8.1 oder 8.2 der Strahlungsstärke der Rückstrahlung 7 der Strahlungsquellen aus der inneren Oberfläche 4 der Platte oder Wand 1 erreicht, wie mittels der in Fig 6 dargestellten Kurven 8.1 und 8.2 der Strahlungsstärken II für die Rückstrahlung der Strahlungsquellen 2.1 und 2.2 schematisch veranschaulicht ist. Je ausgeprägter das Maximium der Kurve der Strahlungsstärke des aus der inneren Oberfläche der Platte oder Wand austretenden Strahlungsflußes einer Strahlungsquelle gestaltet werden kann, desto genauer und sicherer kann eine Benetzung der Platte oder Wand festgestellt und gemessen werden. Deshalb ist es besonders vorteilhaft, die einem Strahlungsempfänger zugeordneten Strah¬ lungsquellen an die innere Oberfläche der Platte oder Wand an¬ zukoppeln, selbst wenn eine Messung erst nach mehreren Refle¬ xionen erfolgt. Darüberhinaus sind die beiden Strahlungsquellen 2.1 und 2.2 mit unterschiedlichen Abständen xl und x2 von ihrem zugehörigen Strahlungsempfänger entfernt, nämlich derart, daß in abgeglichenem Zustand der beiden Strahlungsquellen und bei unbenetzter Platte oder Wand der Strahlungsempfänger 16 auf der Rückflanke 43 des ersten Maximums 10.1 der Kurve 8.1 der Rück¬ strahlung der ersten Strahlungsquelle 2.1 und gleichzeitig auf der Vorderflanke 44 des ersten Maximums der Kurve 8.2 der von der zweiten Strahlungsquelle 2.2 verursachten Rückstrahlung aus der inneren Oberfläche 4 der Platte oder Wand 1 liegt. Dies er¬ höht die Genauigkeit und Sicherheit des Erkennens und Messens der Benetzung einer Platte oder Wand, da sich bei einer Benet¬ zung des sensoraktiven Bereiches der Platte oder Wand das Maxi¬ mum nicht nur in der Höhe, sondern auch in der Entfernung von der zugehörigen Strahlungsquelle ändert. So werden durch die Lageveränderung des Maximums auch kleine Änderungen der Benet¬ zung deutlicher detektiert.
Mit dieser Anordnung der Strahlungsquellen 2.1 und 2.2 wird es möglich, eine Benetzung in der Gestalt eines gleichbleibenden Flüssigkeitsfilms oder einer gleichbleibenden Flüssigkeits¬ schicht 45, wie sie schematisch auf der äußeren Oberfläche 5 einer Platte oder Wand in Fig 5 dargestellt ist, festzustellen oder zu messen. Durch die Benetzung werden die Flanken 43 und 44 der beiden Kurven 8.1 und 8.2 der Strahlungsstärke der Rück¬ strahlung für die unbenetzte Platte derart verformt und verla- gert, daß der beiden Kurven gemeinsame Abgleichpunkt 46 für das Ausgangssignal S16 des Strahlungsempfängers in zwei Kurven¬ punkte 46.1und 46.2 mit zwei unterschiedlichen Amplitudenwerte I 46.1 und I 46.2 aufsplittet, wie Fig 6 veranschaulicht, so daß daraus ein Signalunterschied des Detektionssignal SD abge¬ leitet werden kann, zur Bildung eines Steuer- und/oder Meßsig¬ nales S 41.
Bei der in Fig 5 dargestellten Anordnung ist die Schalteranord¬ nung zur Steuerung der beiden Strahlungsquellen 2.1 und 2.2 ein Taktgenerator 30 der an einem nicht invertierenden Ausgang 30.0 und an einem invertierenden Ausgang 30.1 abwechselnd einen Stromimpuls jeweils zur Anregung der Ausstrahlung der an den Ausgang angeschlossenen Strahlungsquelle für die Dauer des Stromimpulses erzeugt. Der eine Ausgang des Stromimpulsgenera¬ tors 30 enthält zur Einstellung des Stromwertes ein Stromstell¬ glied 32, das durch ein Stellsignal Sr an seinem Stelleingang 47 verstellbar ist. Die Rückstrahlung dieser beiden Strahlungs¬ quellen am Ankopplungsort XE (Fig 6) des Strahlungsempfängers 16 wird von diesem in ein elektrisches Ausgangssignal S 16 ge¬ wandelt, das entsprechend zu der in Fig 3 dargestellten Anord¬ nung über einen Verstärker 35 und einen Hoch- oder Bandpaß 36 als Detektionssignal SD an den Ausgang der FilterSchaltung 36 gelangt. An den Ausgang der Filterschaltung 36 ist eine Signal¬ zentrierstufe 48 angeschlossen, die die Änderungen des Detek¬ tionssignales SD am Ausgang der Filterschaltung 36 einer Mit¬ tenspannung Uz aufprägt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel enthält die Signalzentrierstrufe 48 einen Synchrondemodulator 49 mit zwei Demodulatorausgängen 49.1 und 49.2, die je einer Strahlungsquelle zugeordnet sind. Die Zuordnung erfolgt über einen Steuertakt S 30.0 des Stromimpulsgenerators 30, der auch die Abstrahlung der Strahlungsquellen steuert. Den Demodulator¬ ausgängen 49.1 und 49.2 sind im dargestellten Ausführungsbei- spiel Demodulationswertspeicher 50.1 und 50.2 nachgeschaltet, die den mittleren Amplitudenwert der von dem Synchrondemodula¬ tor 49 abgetasteten, den beiden Strahlungsquellen zugeordneten Signalabschnitten des Demodulationssignals SD momentan spei- - lö ¬
chern und auf diese Weise einen Hüllkurvendemodulator bilden. Aus den momentanen.mittleren Amplitudenwerten der beiden Detek- tionswertspeicher wird in einem anschließenden Operationsver¬ stärker 51 der Differenzwert gebildet und einem Mittenwert auf¬ geprägt. Dieses so gebildete geglättete Detektionssignal SD m, das gegenüber dem Detektionssignal SD am Ausgang der Filter¬ schaltung 36 wesentlich von Störungen befreit ist, wird sowohl einer Auswertanordnung 41 als auch einer Regelschaltung 52 mit einer hohen Regelzeitkonstanten Tv zugeführt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel enthält die RegelSchaltung ein Zeitkonstan¬ tenglied 53 und einen Vergleicher 54, der aus dem Vergleich mit einem Referenzsignal Sref ein Stellsignal Sr für den Stellein¬ gang 47 des Stromstellgliedes 32 derart erzeugt, daß die Strah¬ lungsleistung der mit dem Stromstellglied geregelten Strah¬ lungsquelle 2.1 so verändert wird, daß der Unterschied der De- tektionsamplitudenwerte am Ausgang der Signalzentrierstufe 48 gegen Null geht. Die Regelgeschwindigkeit, d.h. die Regelzeit¬ konstante Tv der RegelSchaltung 52 ist hierbei so bemessen, daß sie um ein wesentliches Vielfaches größer ist als die langsam¬ sten noch zu erfassenden Änderungen eines Benetzungsvorganges. Die Auswertanordnung 41 kann eingangsseitig auch unmittelbar mit dem Ausgang der beiden Detektionwertspeicher 50.1 und 50.2 verbunden werden, insbesondere dann, wenn mittels der Auswert¬ anordnung die Benetzung gemessen werden soll. Die Regelzeitkon¬ stante ist um ein wesentliches Vielfaches größer ist als eine Schwingungsperiode des Schaltfolgesignales, das die dem Strah¬ lungsempfänger zugeordneten Strahlungsquellen oder Gruppen von Strahlungsquellen schaltet. Dadurch werden langsamere oder bleibende Änderungen im sensoraktiven Bereich der Platte oder Wand, die nicht von der Benetzung verursacht wurden oder die Benetzung nicht betreffen, beim Erkennen oder Messen der Benet¬ zung nicht berücksichtigt und Einflüsse infolge von Alterung, Verschmutzung oder Temperaturunterschieden können leicht elimi¬ niert werden, die bekannten Systemen Probleme bereiten. Falls erwünscht können auch mehrere Strahlungsempfänger, im Beispiel Fotodioden, und mehrere Strahlungsquellen, im Beispiel Leuchtdioden in Reihe geschalten werden, um dadurch die Anzahl der Meßstrecken und die Zuverlässigkeit der Meßergebnisse zu erhöhen. Z. B. können vier Leuchtdioden so angeordnet werden, daß eine Photodiode zentrisch in der Mitte von vier an den Ek- ken eines Vierecks angeordneten Leuchtdioden liegt. Dadurch er¬ geben sich 4 voneinander unabhängige Meßanordnungen. Durch Fortführung dieses Rasters läßt sich diese Anzahl leicht stei¬ gern, falls erhöhte Sicherheitsanforderungen an die Anordnung gestellt werden. Eine Ausbildung mit mehreren Strahlungsquel¬ len, die einem Strahlungsempfänger zugeordnet sind, hat gegnüber der umgekehrten Anordnung (mehrere Empfänger - eine Quelle) den Vorteil, daß z.B. bei der Steuerung von Scheibenwi- scherraotoren an Kraftfahrzeugen der Einfluß von Fremdlicht, das nur einen Teil der Meßstrecken beeinträchtigt besser herausge¬ filtert werden kann.
Sobald eine Vorrichtung (Scheibenwischer, Beregnungsanlage) in Abhängigkeit der Benetzung gesteuert wird, kann die Anordnung 112 in Fig. 7 unempfindlicher werden, damit weitere Änderungen zuverlässig erfaßt werden. Man denke nur an Schlieren, die ein Scheibenwischer zurückläßt und die bei hoher Empfindlichkeit zu einem Signal führen würden, obwohl sie von selbst abtrocknen. So kann z.B. die Zeitkonstante zumindest während des Überstrei¬ chens der Meßstrecken durch eine Beseitigungsvorrichtung so kurz sein, daß das Signal weitgehend unterdrückt ist, das von der Beseitigungsvorrichtung erzeugt ist, oder die Auswertanord¬ nung weist eine Speichereinheit auf, die im wesentlichen die Signale speichert, die auftreten, solange die Zeitkonstante lang eingestellt ist, und die Signale zumindest teilweise aus¬ blendet, die während des Überstreichens der Meßstrecken durch die Beseitigunggsvorrichtung bei kurzer Zeitkonstante anfallen.
Gegebenenfalls wertet die Auswertanordnung die während des Überstreichens der Meßstrecken durch eine Beseitigungsvorrich¬ tung ermittelten Signale hinsichtlich ihrer Stärke aus und, sobald die Stärke einen einstellbaren Grenzwert unterschreitet, entlädt sie eine Speichereinheit, in Abhängigkeit deren Inhalts die Beseitigungsvorrichtung gesteuert ist. Dadurch kann die An- Ordnung schnell und flexibel reagieren, z.B. wenn bei einem Fahrzeug der Scheibenwischer schnell in den Ruhezustand zurück¬ geführt werden muß, weil das Fahrzeug an einer Ampel hält oder in einen Tunnel einfährt. Hier können die vom Überstreichen herrührenden Signale, also vor allem die vom Wasserschwäll her¬ vorgerufenen Signale aufintegriert werden. Liegt der ermittelte Wert unter einem Grenzwert, wird die Rückstellung eingeleitet.
In Fig. 9a ist der zeitliche Verlauf eines Wischvorgangs beim Überstreichen einer Windschutzscheibe gemäß Fig. 2 mit Schei¬ benwischern 125 dargestellt, wobei der Scheibenwischer an den Positionen x die Anordnung überstreicht. Durch den vor den Scheibenwischern 125 hergeschobenen Wasserschwall kommt es zu starken Impulsen und Eingangssignalen Es (Ql) (z.B. Wassermenge Ql in Fig 9b). Dieses Signal kann die Ergebnisse verfälschen, wird jedoch die Empfindlichkeit zu diesem Zeitpunkt verringert, kann dieses Signal keinen negativen Einfluß entfalten. Über Stellmittel 114 oder Schaltmittel 121 kann die Zeitkonstante z.B von Tv auf Tv2 geändert werden oder eine bestimmte Zeit tl nach dem Startsignal 130 des Wischers erfolgt eine Empfindlich¬ keitsänderung z.B. mittels Timer T2 (Fig. 9d) . Das Eingangssig nal Es(Q2) überschreitet dann nur wenig den gegenüber dem Schwellwert As(Tv) erhöhten Schwellwert As(Tv2).
Eine Speichereinheit 115 umfaßt einen ersten Speicher 116, der seine Signale über ein schwellwertabhängiges Dämpfungsglied 117 an einen weiteren Speicher 118 abgibt. Durch eine Überbrük- kungsschaltung 122 können starke Signale unmittelbar dem weite¬ ren Speicher 118 zugeführt werden. Je nach Speicherinhalt wird ein Meßwertsignal Ms über Oszillator 23 an den Scheibenwischer¬ motor M geleitet, der Über seinen Endschalter E Signale für die Stellmittel 113, 114 geben kann. Diese Verbindung zum Endschal¬ ter ist jedoch nicht unbedingt erforderlich. Je nach Signal¬ stärke kann der Scheibenwischer auch unmittelbar in Dauerbe¬ trieb oder sogar in die schnellere Stufe des Wischermotors überführt werden. Die während des Uberstreichens ermittelten Werte können zur Auswertung für eine Trockenlaufsteuerung erfaßt werden. Muß z.B. ein Fahrzeug an einer Ampel abbremsen oder fährt in einen Tunnel ein, verringert sich ggf. schlagartig die zu beseiti¬ gende Wassermenge. Der Wasserschwall im Bereich des Scheibenwi¬ schers 125 wird geringer. Werden die beim Überstreichen an¬ fallenden Signale mittels Integrator 119 aufintegriert, ergibt sich ein Maß für den Wasserschwall. Unterschreitet der Meßwert einen Grenzwert G ref und meldet z.B. der Flip-FΪop-Schalter 124 ein Weiterlaufen des Wischers, entladen Schaltmittel 120 den Speicher 118 auf Weisung der Regelanordnung 129. Mit jedem neuen Startsignal des Wischers wird der Flip-Flop-Schalter wie¬ der zurückgesetzt. Ein Trockenlaufen wird vermieden, eventuell muß jedoch der Wischer aus Sicherheitsgründen allmählich bis zum Nullzustand durch Herunterzählen heruntergeführt werden.
Mitunter können Einzelereignisse zu einer Auslösung der Anord¬ nung führen, obwohl dazu kein Anlaß besteht. Es handelt sich hierbei z.B. bei einer an einem Fahrzeug angeordneten Anordnung um das Auftreffen eines Insekts oder um ein ähnliches einmali¬ ges Ereignis. Gerade beim Fahrzeugführer können durch ein unbe¬ absichtigtes Auslösen des Scheibenwischers Schreckmomente ent¬ stehen. Die Anordnung erkennt nun, ob es sich um ein Einzeler¬ eignis handelt, und gibt den Signalfluß zur Auswertanordnung 41 erst beim Auftreten weiterer Signale frei.
Der Auswertanordnung 41 sind dazu in Fig. 10 Schaltmittel 160 vorgeschaltet, die bei einem ersten Signal geöffnet sind. Das erste Signal wird auf einen Schwellwertschalter 164 geleitet, der das Signal mit einem Referenzsignal Wref vergleicht. Ist das Signal größer als der Referenzwert werden über einen Timer 161 die Schaltmittel 160 betätigt, wodurch erst die Verbindung zwischen Anordnung und Auswertanordnung 41 entsteht. Folgt das nächste Eingangssignal innerhalb der vom Timer 161 vorgegebenen Zeit, gelangt es unmittelbar zur Auswertanordnung 41, durch¬ läuft aber auch den Schwellwertschalter 164. Wird der Schwell- wert wieder überschritten, so wird die Laufzeit des Timers 161, der die befristete Verbindung herstellt, erneut gestartet.
Den Figuren 11-13 lassen sich die unterschiedlichen Eingangs signale entnehmen. Beim Auftreffen eines Insekts ergibt sic ein Eingangssignal Es über die Zeit t gemäß Fig. 11. Die Anord nung erkennt eine einmalige Veränderung, die ausgeregelt wird. Da jedoch in absehberer Zeit kein weiteres Signal auftritt, er¬ folgt kein Einfluß auf die Auswertanordnung 41.
Bei einem Wassertropfen gemäß Fig. 12 regelt die Anordnung die Veränderung aus, wobei jedoch noch neue Veränderungen gemeldet werden, so daß sich ein gegenüber Fig. 11 langsameres Ausklin¬ gen ergibt. Bei entsprechendem Signalreferenzwert startet die Auswertanordnung die Beseitigungsvorrichtung. Dieser Wasser¬ tropfen unterscheidet sich nach seinem Signalverlauf deutlich von einem im Wind bewegten Tropfen gemäß Fig. 13, der aufgrund mehrerer Signale ggf. die BeseitigungsVorrichtung auslöst.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Anordnung zum Messen oder Erkennen einer Veränderung an ei¬ nem oder infolge eines rückstrahlenden Elements, das von der Anordnung durch ein für eine bestimmte Strahlung durchlässiges Medium getrennt ist, gekennzeichnet
- durch einen sensoraktiven Bereich (14) im Medium mit we¬ nigstens zwei Meßstrecken, an die wenigstens eine Strah¬ lungsquelle (2.1,2.2) oder Gruppe (17,18,19) von Strah¬ lungsquellen zum Einstrahlen der bestimmten Strahlung (3) in das strahlungsdurchlässige Medium und mit wenig¬ stens einem Strahlungsempfänger (16) oder einer Gruppe von Strahlungsempfängern, der oder die im Überlappungs¬ bereich der Zonen (20) eines Maximums (10) des Strah¬ lungsstärkeverlaufs (8) der bei im Ruhezustand befindli¬ chen sensoraktiven Bereich aus der dem rückstrahlenden Element gegenüberliegenden Seite des Mediums austreten¬ den Rückstrahlung (7) der dem Strahlungsempfänger zuge¬ ordneten Strahlungsquelle oder -quellen zur Erzeugung eines der empfangenen Strahlung entsprechenden Detek¬ tionssignales (SD) angeordnet sind,
- durch eine Schalteranordnung (23,30) zu einem zeitab¬ schnittsweisen Wirksamschalten jeder der einzelnen Me߬ strecken in einer aufeinanderfolgenden, sich wiederho¬ lenden Schaltfolge einer bestimmten Schaltfolgefrequenz (fa),
- durch eine Einstellanordnung (32) zur Einstellung einer derart bemessenen Strahlungsleistung der einzelnen Strahlungsquellen oder Gruppen von Strahlungsquellen, daß bei im Ruhezustand befindlichem sensoraktivem Be¬ reich jede der dem Strahlungsempfänger zugeordnete Strahlungsquelle oder Gruppe von Strahlungsquellen einen Abschnitt (37) des Detektionssignales erzeugt, dessen mittlerer Amplitudenwert gleich dem mittleren Amplitu¬ denwert der den anderen Strahlungsquellen oder Gruppen von Strahlungsquellen zugeordneten Abschnitten (38,39) des Detektionssignales ist - und durch eine dem (den) Strahlungsempfänger(n) nachge¬ schaltete Filterschaltung (36) zur Übertragung des auf eine Schwingung der Schaltfolgefrequenz modulierten De¬ tektionssignales (SD) an eine Auswertanordnung (41) zur Erzeugung eines Steuer- und/oder Meßwertsignales (S 41) aus dem in der Auswertanordnung gemessenen oder festge¬ stellten Unterschied der den einzelnen Strahlungsquellen oder Gruppen von Strahlungsquellen zugeordneten Ab¬ schnitten des Detektionssignales.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Medium eine für die bestimmte Strahlung durchlässige Platte oder Wand (1) ist, an der die Anordnung angeordnet ist, und daß das rückstrahlende Element eine benetzbare äußere Oberfläche (5) der Platte oder Wand (1) ist, wobei durch den im Ruhezustand unbenetzten sensoraktiven Bereich (14) in der Platte oder Wand (1) die wenigstens zwei Me߬ strecken verlaufen, und daß die Strahlungsquellen an die der benetzbaren äußeren Oberfläche (5) gegenüberliegende innere Oberfläche (4) der Platte oder Wand angekoppelt sind.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Meßstrecken durch wenigstens zwei Strahlungsquellen (2.1, 2.2) oder Gruppen von Strahlungsquellen (17,18,19) und we¬ nigstens einen Strahlungsempfänger (16) gebildet sind.
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schalteranordnung ein Stromimpulsgenerator (30) mit einem nichtinvertierenden Ausgang (30.0) und einem invertieren¬ den Ausgang (30.1) ist und daß in wenigstens einem (30.1) der Ausgänge ein Stromstellglied (32) zum Einstellen einer bestimmten Strahlungsleistung der zugehörigen, von dem Ausgang (30.1) geschalteten Strahlungsquelle (2.1) oder Gruppe von Strahlungsquellen angeordnet ist.
5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Filterschaltung ein Hochpaß (36) ist.
6. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei an die dem rückstrahlenden Element gegenüberliegende Seite des Mediums angekoppelte Strahlungsquellen (2.1,2.2), von denen die erste Strahlungsquelle (2.1) soweit vom zugehö¬ rigen gemeinsamen Strahlungsempfänger (16) entfernt ist, daß der Strahlungsempfänger auf der von der Strahlungs¬ quelle abliegenden Flanke (43) des ersten Maximums (10.1) der bei im Ruhezustand befindlichem sensoraktivem Bereich (14) von der ersten Strahlungsquelle an dieser Seite des Mediums erzeugten Strahlungsstärkekurve (8.1) und die zweite Strahlungsquelle (2.2) soweit von dem gemeinsamen Strahlungsempfänger entfernt ist, daß der Strahlungsemp¬ fänger auf der der zweiten Strahlungsquelle zunächst lie¬ genden Flanke (44) des ersten Maximums (10.2) der bei im Ruhezustand befindlichem sensoraktiven Bereich von der zweiten Strahlungsquelle an dieser Seite des Mediums er¬ zeugten Strahlungsstärkekurve (8.2) liegt.
7. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine dem Ausgang der Filterschaltung (36) nachgeschaltete, eine Signalzentrierstufe (48) und einen Regelsignalgenerator (52) enthaltende Regelanordnung
- in der die Signalzentrierstufe (48) für jede einem Strahlungsempfänger (16) zugeordnete Strahlungsquelle (2.1,2.2) oder Gruppe von Strahlungsquellen einen Detek- tionswertspeicher (50.1,50.2) zum Speichern des mittle¬ ren Amplitudenwertes jeweils des der Strahlungsquelle (z.B. 2.1) zugeordneten Signalabschnittes (z.B. 37) des Detektionssignales (SD) enthält,
- in der die Signalzentrierstufe außerdem eine Tastschal¬ tung (49) zum Abtasten des Amplitudenwertes der der wirksam geschalteten Strahlungsquelle zugeordneten Sig¬ nalabschnitte des Detektionssignales und zum Einspei¬ chern des mittleren Amplitudenwertes dieser Signalab- schnitte in den zugehörigen Detektionswertspeicher und eine Vergleicheranordnung (51) zur Erzeugung eines Dif¬ ferenzwertes aus den gespeicherten Amplitudenwerten zweier Detektionswertspeicher enthält - und in der der Regelsignalgenerator (52) der Signalzen¬ trierstufe nachgeschaltet ist und eine gegenüber der Schwingungsperiode der bestimmten Schaltfolgefrequenz (fa) um ein wesentliches Vielfaches größere Regelzeit¬ konstante (Tr) für ein im RegelSignalgenerator aus der Differenz der mittleren Amplitudenwerten der den einzel¬ nen Strahlungsquellen oder Gruppen von Strahlungsquellen zugeordneten Signalabschnitten des Detektionssignales erzeugtes Regelsignal (Sr) zur Einstellung des wenig¬ stens einen Stromstellgliedes (32) enthält, welche Ein¬ stellung durch das Regelsignal derart geführt ist, daß die Differenz der mittleren Amplitudenwerte der Signal¬ abschnitte des Detektionssignales gegen Null geht.
8. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine An- kopplung der einem Strahlungsempfänger (16) zugeordneten Strahlungsquellen (2.1,2.2) an die innere Oberfläche (4) einer Platte oder Wand (1) derart, daß der Einstrahlungs¬ winkel (aE) des Strahles der maximalen Strahlungsεtärke (I) einer Strahlungsquelle (2.1) in die Platte oder Wand etwa gleich dem Winkel ist, für den das erste Maximum (10) der Rückstrahlung (7) aus der inneren Oberfläche (4) der Platte oder Wand (1) in einer die Platte oder Wand am Ort der Strahlungsquelle (2.1) und des zugehörigen Strahlungs¬ empfängers (16) senkrecht durchdringenden Ebene seinen größten Wert erreicht.
9. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertanordnung (41) die während des Überstreichens der Meßstrecken durch eine Beseitigungsvorrichtung ermittelten Signale hinsichtlich ihrer Stärke auswertet und, sobald die Stärke einen einstellbaren Grenzwert unterschreitet. eine Speichereinheit (115) entlädt, in Abhängigkeit dere Inhalts die Beseitigungsvorrichtung gesteuert ist.
10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß be
Unterschreiten des Grenzwerts Schaltmittel (120) die Be seitigungsvorrichtung zurückschalten und Stellmittel (114) die Zeitkonstante auf einen zeitlich langen Wert einstel len.
11. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß de
Auswertanordnung Schaltmittel (160) vorgeschaltet sind, daß wenigstens ein erstes Eingangssignal (Es) dadurch un¬ terdrückt, daß es erst die Verbindung für folgende Signale zur Auswertanordnung (41) herstellt.
12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Eingangssignal (Es) einen Timer (161) betätigt, der die Verbindung zwischen der Anordnung und der Auswertanordnung (41) für einen bestimmten Zeitraum aufbaut, und daß die folgenden Signale den Zeitraum neu starten.
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